FachhochschuleMünster University of

Applied Sciences

Fachbereich

Energie · Gebäude · Umwelt

Vortrag: Maschinen im Fluss

Ingenieurrunde der VDI Bezirksgruppe Rheine

9. Mai 2014

Prof. Dr.-Ing. Peter Vennemann

vennemann@fh-muenster.de

FH Münster Energie · Gebäude · Umwelt P. Vennemann

Inhaltsverzeichnis

1 Begri� 1

2 Potenzial 2

3 Technik 3

3.1 Freistrommaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33.2 Wasserräder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63.3 Wasserkraftschnecken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113.4 Durchströmturbinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.5 Kaplan-Turbinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.6 Francis-Turbinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213.7 Pelton-Turbinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4 Zusammenfassung 26

Vorwort

Das Restpotenzial der Wasserkraft in Deutschland beschränkt sich auf kleine Standortemit geringen Fallhöhen. Wirtschaftlich nutzbar sind diese Standorte nur, wenn sie mitgeringen Kosten erschlossen werden können und hohen ökologischen Anforderungen ge-recht werden. Während der letzten zehn Jahre wurden dafür verschiedene Lösungsansätzeentwickelt. Dieser Vortrag gibt einen unvollständigen Überblick. Die Maschinen werdengrob entsprechend ihrer Fallhöhe sortiert vorgestellt.

1 Begri�

De�nition: Micro, Mini, Small and Large Hydro

� international häu�g Zehnerpotenz:≤ 0,1 MW → micro hydro0,1 ≤ 1 MW → mini hydro1 ≤ 10 MW → small hydro

� Unterscheidung EEG 2009:≤ 5 MW> 5 MW

� Unterscheidung EEG 2012: ≤ 500 kW> 500 kW ≤ 2 MW> 2 ≤ 5 MW> 5 ≤ 10 MW> 10 ≤ 20 MW> 20 ≤ 50 MW> 50 MW

Die meisten der unten vorgestellten Maschinen gehören in die �micro hydro� Leis-tungsklasse. Interessant ist diese Leistungsklasse für kleine Unternehmen, Privatleuteund Inselnetze in entlegenen Gebieten.

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2 Potenzial

Potenzial in Deutschland

TWh groÿe Flüsse kleine Gewässer Summe> 1 MW < 1 MW

Potenzial 28,4 � 36,0 4,8 � 6,1 33,2 � 42,1Erzeugung 2007 17,5 3,4 20,9Di�erenz 10,9 � 18,5 1,4 � 2,7 12,3 � 21,2

Tabelle 1: Das zusätzliche, technische Wasserkraftpotenzial in Deutschland nach [1].

Veranschaulichung der Gröÿenordnung:

1 TWh

5000 kWhHaushalt

≈ 200 000 Haushalte

1 TWh

600 TWh≈ 0, 2 % des Stomverbrauchs in Deutschland

Das technische Potenzial folgt aus dem theoretisch ermittelten Linienpotenzial entlangaller Flieÿgewässer, abzüglich

� hydraulischer Verluste im Gewässer,

� typischer Wirkungsgradverluste technischer Anlagen und

� entsprechend typischer Ausbaugrade nicht nutzbarer Wassermengen.

Die Nutzung des technischen Potenzials würde den Komplettausbau aller gröÿeren Flüsseund nahezu aller kleineren Flieÿgewässerabschnitte erfordern. Das technische Potenzial istökonomisch und ökologisch bei weitem nicht ausschöpfbar. Welcher Anteil des technischenPotenzials auch unter ökologischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten realisierbar ist,hängt von ökonomischen, ökologischen und technischen Randbedingungen ab. Der Bauzusätzlicher Querbauwerke scheidet in Deutschland weitestgehend aus. Gründe liegen inden Bereichen:

� Durchgängigkeit, Durchfahrtshöhen unter Brücken und Wassertiefen für die Schi�-fahrt

� Höhen bestehender Straÿen, Wasserentnahmen, Wassereinleitungen und andererInfrastruktur

� Besiedelung und Landnutzung für Gewerbe, Forst- und Landwirtschaft

� Hochwasserschutz und Grundwasserhaltung

� Denkmalschutz

� Schutz bestehender Lebensräume wie Auen

� Durchgängigkeit für Lebewesen und Geschiebetransport

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Anderer et al. [1] ermittelten, dass vom technischen Potenzial groÿer Flüsse nur etwa 4TWh ökologisch bedenkenlos nutzbar gemacht werden können (Tabelle 1). Dabei han-delt es sich fast ausschlieÿlich um Optimierungspotenzial bestehender Kraftwerksstand-orte, nicht um echtes Zubaupotenzial. Für kleine Flüsse liegt das ökologisch verträglichzubaubare Potenzial zwischen 0,63 und 1,22 TWh. Es betri�t mehrheitlich bestehendeQuerbauwerke, die aus verschiedenen Gründen nicht zurückgebaut werden können. DaFreistromanlagen (siehe Abschnitt ) in der Studie nicht berücksichtigt wurden, kann eingeringfügig höheres Potenzial vermutet werden. Trotzdem wird deutlich, dass der Bei-trag der im Folgenden vorgestellten Techniken zur regenerativen Stromerzeugung geringbleiben wird. Das Marktpotenzial für Maschinenhersteller liegt bei einigen zehntausendAnlagen. Hinzu kommen natürlich weit höhere Potenziale weltweit.

3 Technik

3.1 Freistrommaschinen

Freistrommaschinen sind Anlagen, die im frei strömenden Wasser eines Flusses arbei-ten. Eine Stauhaltung ist nicht vorgesehen, die Umweltauswirkungen sind entsprechendgering. Wie bei einer Windkraftanlage, begrenzt der Betzsche Leistungsbeiwert, cp, von0,59, den Rotorwirkungsgrad.

Schi�smühlen

Abbildung 1: Entwurf einer modernen Schi�smühle (Abbildung: Ingenieurbüro HartmuthDrews).

� getriebeloser Permanentmagnet-Ringgenerator

� Leistungsdichte von etwa 800 W/m2 Schaufel�äche bei einer Flieÿgeschwindigkeitvon 2 m/s

� http://www.wasserrad-drews.de/

Schi�smühlen bestehen aus einem Schwimmkörper und einem tiefschlächtigen Wasser-rad (Widerstandsläufer). Im Gegensatz zu fest montierten Wasserrädern arbeiten Schi�s-mühlen bei beliebigem Wasserstand. Ähnlich der persischen Windmühle, lassen einfacheKonstruktionen mit �achen Schaufeln einen Leistungsbeiwert von nicht viel mehr als 0,2erwarten.

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Freistromturbinen Aqualibre

Abbildung 2: Freistromturbine �Stromboje 3� (Abbildung: Aqua-Libre Energieentwick-lungs GmbH).

� Leistung bis 70 kW bei einer Flieÿgeschwindigkeit von 3,3 m/s

� Rotordurchmesser 2,5 m

� http://www.aqualibre.at/

Freistromturbinen SmartHydro

Abbildung 3: SmartHydro Freistromturbine (Foto: Hydro4Africa).

� Leistung bis 5 kW bei einer Flieÿgeschwindigkeit von 2,75 m/s

� Rotordurchmesser 1 m

� http://www.smart-hydro.de

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Freistromturbinen KSB

Abbildung 4: KSB Freistromturbine (Foto: KSB AG). 1: Grobrechen 2: Einlaufdüse 3:Generator 4: Rotorebene 5: Di�usor

� Leistung bis etwa 50 kW

� http://www.ksb.com

Freistromturbinen arbeiten wie moderne Windkraftanlagen nach dem Auftriebsprin-zip. Bezogen auf die Austritts�äche des Di�usors sind Leistungsbeiwerte von etwa 0,4realistisch. Bezogen auf die Rotor�äche können sich höhere Werte ergeben.

Oryon-Watermill

Abbildung 5: Test einer Modell-Anlage (Foto: Deepwater-Energy B.V.).

Abbildung 6: CAD-Ansicht der Rotoren, die mit Permanentmagnet-Generatoren verbun-den sind (Abbildung: Deepwater-Energy B.V.).

http://www.deepwater-energy.com

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Eine etwas abweichende, der Persischen-Windmühle ähnelnde Maschine entwickelt dieniederländische Firma Deepwater-Energy. In der niederländischen Provinz Gelderland,nahe der Stadt Ulft, wurde in dem Fluss Oude IJssel ein Prototyp der sogenannten Oryon-Watermill installiert. Die Maschine be�ndet sich jedoch nicht in einem frei strömendenGewässerabschnitt, sondern direkt hinter einer Wehrklappe.

3.2 Wasserräder

Segmentkranzwasserrad Hartmuth Drews

Abbildung 7: Montage eines Segmentkranzwasserrades (Abbildung: [10]).

� Standardsegmente aus rostfreiem Stahlblech

� Speichen aus Lärchenholz

� Durchmesser über Segementanzahl

� Breite über Radanzahl

� Leistung im einstelligen kW Bereich

� http://www.wasserrad-drews.de/

Das Segmentwasserrad ermöglicht den Bau individueller Wasserräder aus industriellvorgefertigten Schaufelsegmenten. Die Anzahl der Segmente bestimmt den Durchmes-ser (Fallhöhe). Die Breite (Volumenstrom) wird über die Anzahl der Kränze angepasst.Holzspeichen wirken schwingungsdämpfend. Das verwendete Lärchenholz gehört zu dendichtesten (schwersten) Nadelhölzern. Unter Wasser ist es ähnlich dauerhaft wie Eichen-holz. Drews entwickelt einen in das Rad integrierten Ringgenerator [10].

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Staudruckmaschine WICON

Abbildung 8: Unterwasserseitige Ansicht einer Staudruckmaschine (Foto: WICON-Generatoren).

� ähnlich zu unterschlächtigem Wasserrad

� höhere Schluckfähigkeit als Wasserräder

� gleichzeitig Staufunktion

� Pegelregelung über Drehzahl

� vermutlich gute Durchgängigkeit für Sediment und Lebewesen

� http://www.wicon.at/

Staudruckmaschine Hylow

Abbildung 9: Prototyp einer Staudruckmaschine vor der Montage im Fluss Iskar, Bulga-rien (Foto: [3]).

http://www.hylow.eu

Der Hersteller WICON-Generatoren gibt für Staudruckmaschinen einen Wirkungsgradvon über 90 % an [13]. Laborvesuche ergeben Werte bis maximal 80 % [11, 4].

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Ste�turbine

Abbildung 10: Prototyp am Pilgersteg, Rüti, Schweiz (Foto: [12]).

Abbildung 11: Kennfeld der Ste�turbine (Gra�k: [12]).

http://www.steffturbine.com/

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KataMax

Abbildung 12: Zeichnung einer Max-tec KataMax Anlage (Gra�k: [8]).

Abbildung 13: Foto eines KataMax Prototypen (Foto: [6]).

Die Ste�turbine ist eine kompakte Variante eines gravitationsgetriebenen Wasserrades.Möglich wurde diese Bauweise durch die Entwicklung reibungsarmer Kettentriebe fürLogistikzentren.Eine paternosterähnliche Lösung entwickelte die MAX-tec Wasserkraft AG (KataMax)

bis zu dessen Insolvenz in 2008.

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Lamellenturbine BEW-Power

Abbildung 14: Lamellenturbine im Wiener Neustädter Kanal, Gumpoldskirchen, Öster-reich (Gra�k und Foto: BEW Betrieb und Entwicklung von Wasserkraft-anlagen GmbH).

� Leistung bis zu 1000 kW

� Volumenstrom bis 20 m3/s

� Fallhöhe zwischen 0,5 und 10 m

� http://www.bew-power.at

Bei der Lamellenturbine handelt es sich um eine Entwicklung auf Basis des unter-schlächtigen Wasserrads nach Zuppinger. Im Gegensatz zum Zuppinger-Rad werden je-doch deutlich kleinere Durchmesser und gröÿere Umfangsgeschwindigkeiten verwendet.Dadurch ergeben sich eine wesentlich erhöhte Schluckfähigkeit und geringere Investiti-onskosten.

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3.3 Wasserkraftschnecken

Wasserkraftschnecken ANDRITZ Atro GmbH

Abbildung 15: Einsatzdiagramm für ANDRITZ Atro Wasserkraftschnecken (Abbildungnach [2]).

http://www.andritz.com/de/no-index/pf-detail?productid=8775

Archimedische Schrauben fördern Schmutzwasser in Kläranlagen und entwässern Pol-der. Wird die Betriebsrichtung umgekehrt, kann die Archimedische Schraube als Wasser-kraftanlage eingesetzt werden. Die Geräuschemission ist höher als im Pumpbetrieb, dadas Wasser sehr schnell in die freigegebenen Schraubengänge strömt. Wasserkraftschne-cken verarbeiten gröÿere Volumenströme als Wasserräder und erreichen etwas höhereWirkungsgrade. Ebenso wie Wasserräder reagieren sie emp�ndlich auf den Einstau desUnterwassers.

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3.4 Durchströmturbinen

Durchströmturbine Ossberger

Abbildung 16: Durchströmturbine (Gra�k: Ossberger).

http://www.ossberger.de/cms/de/hydro/

Durchströmturbinen, nach ihren Er�ndern auch Banki-, Ossberger-, oder Michelltur-bine genannt, gehören zu den Gleichdruckturbinen. Das Wasser wird über einen Regu-lierapparat von oben auf das Schaufelrad geführt. Das Wasser tritt zwischen den Pro�lenhindurch und treibt dabei das Rad an. Durch die Umlenkung an den Pro�len fällt dasWasser an der zentralen Welle vorbei, und dann von innen auf die andere Seite der Schau-feln. Bei der erneuten Umlenkung, entgegengesetzt zur ersten, treibt das Wasser das Raderneut an. Die Energieumsetzung ist dabei auf beide Gitter verteilt. Durchströmturbinenkönnen nicht voll gefüllt betrieben werden, da die Schaufelpro�le, die sich gerade nichtim unteren oder oberen Viertel be�nden, bei ihrer Bewegung durch das Wasser hoheReibungsverluste verursachen würden.Der Betrieb in Luft und die radiale Anströmung ermöglichen jedoch die Aufteilung

des Rades in Abschnitte. So kann bei geringem Wasserdargebot zum Beispiel nur daserste Drittel des Rades genutzt werden, der andere Teil läuft in Luft. Bei mittleremWasserdargebot wird der gröÿere Abschnitt und bei voller Leistung das gesamte Laufradbeaufschlagt. Der Wirkungsgrad erreicht bei Betrieb einer Kammer fast den gleichenWert wie beim Betrieb des gesamten Rades.Durchströmturbinen ergänzen den Einsatzbereich von Lamellenturbinen zu gröÿeren

Fallhöhen.

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3.5 Kaplan-Turbinen

DIVE-Turbine Fella

Abbildung 17: Lieferung einer Propellermaschine für das Dotierkraftwerk am RWE Lauf-wasserkraftwerk Koblenz.

Abbildung 18: Prinzipschaubild der DIVE Turbine der Fella Maschinenbau GmbH.

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DIVE-Turbine

Abbildung 19: Die im Schacht montierte Propellermaschine der Fella MaschinenbauGmbH.

� Einsatz als Dotiermaschine am Moselkraftwerk Koblenz

� Gesamtmasse: 6,5 t

� Volumenstrom: 4, 5 m3

s

� Nennfallhöhe: 5,6 m

� Nennleistung: 210 kW

� http://www.dive-turbine.de

Das Prinzip der Kaplan-Turbine wurde in unzähligen Varianten abgeändert und an-gepasst. Eine neuere Entwicklung für kleine Wassermengen ist die drehzahlgeregelte,vollständig unter Wasser in einem Schacht montierte Propellermaschine der Fella Ma-schinenbau GmbH.Im Gegensatz zu konventionellen Kaplan-Turbinen wird auf eine anfällige Wellendich-

tung verzichtet: Das Generatorgehäuse ist unten, zum Laufradspalt hin o�en. Eine ein-geschlossene Gasblase hält den Generator trocken. Lediglich eine Labyrinthdichtung ver-hindert, dass bei Druckschwankungen Wasser eintritt. Durch die Drehzahlregelung desPermanentmagnetgenerators kann auf die Laufschaufelverstellung verzichtet werden. Da-durch wird die Komplexität der Maschine weiter reduziert und ein ebenso �acher Wir-kungsgradverlauf realisiert.

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Schacht-Kraftwerk TUM

Abbildung 20: Schachtkraftwerk des Lehrstuhls für Wasserbau und Wasserwirtschaft derTU München (Abbildungen: nach https://www.wb.bgu.tum.de/index.

php?id=schachtkraftwerk).

https://www.wb.bgu.tum.de/

Der gröÿte Teil der Kosten für konventionelle Wasserkraftwerke muss nicht für dieMaschinen- und Elektrotechnik, sondern für den Tief- und Betonbau aufgewandt wer-den. Am Lehrstuhl für Wasserbau und Wasserwirtschaft der TU München wurde daherein stark vereinfachtes Schachtkraftwerk für geringe Wassermengen entwickelt. EinfacheGeometrien und eine simple Rechenreinigung ohne Entnahme versprechen eine deutli-che Reduktion der Investitions- und Betriebskosten. Der Entwurf ist gut mit der obenvorgestellten DIVE-Turbine kombinierbar.

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VLH-Turbine MJ2 Technologies

Abbildung 21: Montage einer VLH Turbine (Foto: http://www.stellba-hydro.de).

Abbildung 22: Überströmung während des normalen Betriebs (Foto: http://www.

vlh-turbine.com).

Abbildung 23: Laufrad vor der Montage (Foto: [5]).

Abbildung 24: Wartungsposition (Foto: http://www.vlh-turbine.com).

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VLH-Turbine

Abbildung 25: Aufbau der VLH-Turbine von MJ2 Technologies (Abbildung: MJ2Technologies).

http://www.vlh-turbine.com

Während das oben beschriebene Schachtkraftwerk der TU München nicht auf ein Saug-rohr verzichten kann, ermöglicht die VLH1-Turbine von MJ2 Technologies die weitereReduzierung des Tief- und Betonbaus auf eine einfache Rinne. Ermöglicht wird dieseBauweise durch eine Vergröÿerung des Maschinendurchmessers. Die Strömungsgeschwin-digkeit sinkt dadurch deutlich auf etwa 2 m/s ab [5]. Wahrscheinlich verbessert sichdadurch auch die Durchgängigkeit für Fische. Der Einsatzbereich liegt zwischen 1,4 und3,2 m Fallhöhe, bis zu 27, 1 m3/s Volumenstrom und einer Klemmenleistung von bis zu500 kW [5].

1very low head

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Bewegliches Kraftwerk Hydro-Energie Roth GmbH

Abbildung 26: Strömungsgeometrie des Kraftwerks (Abbildung nach http://vimeo.

com/12361924).

Abbildung 27: Betrieb bei einer Wassermenge unterhalb der Ausbauwassermenge (Ab-bildung nach http://vimeo.com/12361924).

� Standardisierung senkt Kosten

� Geschiebe wird unter dem Kraftwerk durchgeleitet

� überströmbar � keine Geschwemmselentnahme

� Leistung zwischen 225 und 1800 kW

� http://www.hydroenergie.de

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VT-Turbine Green Heritage Wasserkraft GmbH

Abbildung 28: VT-Turbine (Abbildung: Green Heritage Wasserkraft GmbH).

� Nennleistung zwischen 20 und 120 kW

� Fallhöhe ab 1 m

� einfach geregelt (Drehzahl)

� http://www.gh-wasserkraft.de

Bei der VT-Turbine handelt es sich um eine über die Drehzahl geregelte Rohrturbinemit festem Leitapparat und festen Laufschaufeln. Die kompakte Bauweise minimiert denbautechnischen Aufwand.

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Abbildung 29: StreamDiver� der Kössler GmbH (Foto: Kössler).

Abbildung 30: Hydro E-Kid� von Toshiba (Foto: Toshiba). Vertrieb in Europa über dieMartin Gruppe.

Abbildung 31: Montage vormontierter Serienmaschinen des Herstellers Andritz am Wei-ÿen Nil (Foto: Andritz).

� http://www.koessler.com

� http://www.tic.toshiba.com.au/hydro-ekids__8482_/

� http://www.andritz.com/hydro/hy-others-andritz-hydro/hy-hydromatrix.

htm

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3.6 Francis-Turbinen

Pumpe als Turbine � PAT KSB

Abbildung 32: Einsatzdiagramm von KSB PAT (KSB2012).

http://www.ksb.com/ksb-de/Produkte_Leistungen/Wassertechnik/

Wassertransport/Wassertransport-PAT

Pumpen können, rückwärtslaufend, als Turbinen eingesetzt werden. Als industriellesMassenprodukt sind Pumpen häu�g deutlich kostengünstiger als kleine Turbinen. LautKSB-Einsatzdiagramm (Abbildung 32), lassen sich Pumpen vor allem im mittleren Fall-höhenbereich und bei kleinen Volumenströmen einsetzten.

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Containerkraftwerk Enertainer Energy

Abbildung 33: Heberkraftwerk in Containerbauweise im Harz (Fotos: ENERTAINEREnergy GmbH).

http://enertainer-energy.de

Eine Wand trennt den Container in eine Wasserkammer und einen Maschinenraum.Die Wasserkammer kann evakuiert werden. Über eine mit dem Oberwasser verbundeneLeitung füllt sich die Kammer mit Wasser. In der Trennwand be�ndet sich eine Francis-Turbine, die über ein Saugrohr mit dem Unterwasser verbunden ist. Die kompakte He-beranlage kann leicht an bestehenden Querbauwerken installiert werden. Der Herstellergibt folgende, technische Daten an:

� Nennleistung zwischen 5 und 200 kW

� Fallhöhe zwischen 2 und 50 m

� Volumenstrom bis 2 m3/s

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Wasserwirbelkraftwerk

Abbildung 34: Wasserwirbelkraftwerk bei Ober-Grafendorf, Österreich (Foto:Zotlöterer).

Abbildung 35: Strömungssimulation eines Wasserwirbelkraftwerks (Gra�k: http://www.vorteco.com).

� Potenzialwirbel statt Leitapparat

� freie Ober�äche mit belüftetem Wirbelkern

� http://www.zotloeterer.com/

� http://www.vorteco.com

� Anlage im Sauerland: http://www.wasserwirbel-kraftwerk.de

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Abbildung 36: Wirkungsgradverlauf einer Modellturbine (Vorteco) in einem skaliertenModellkraftwerk. Mittels Froudscher-Ähnlichkeit auf eine realistische An-lagengröÿe hochgerechnete Werte sind in Klammern angegeben. [9]

Die Hersteller von Wasserwirbelkraftwerken werben mit einem �schschonenden Roto-rendesign, was mit geringen Umdrehungsgeschwindigkeiten und groÿen Schaufelabstän-den erreicht wird. Der im Labor gemessene Wirkungsgrad liegt deutlich unter dem dermeisten anderen Maschinen [9].

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3.7 Pelton-Turbinen

Pelton-Turbine

Abbildung 37: Miniaturisierte Pelton-Turbinen werden häu�g in Inselnetzen im Hochge-birge eingesetzt. Ihre Verbreitung ist so groÿ, dass nun auch ein Handbucherschienen ist.

Miniaturisierte Pelton-Turbinen �ndet man häu�g auch in gröÿeren Wasserkraftwer-ken: Sie treiben unabhängig vom Stromnetz Ölpumpen und andere, wichtige Nebenag-gregate an.

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4 Zusammenfassung

Zusammenfassung

� Potenzial �micro hydro� in Deutschland: ∼ 1 TWh

� einige zehntausend Anlagen (∼ 10 kW pro Anlage)

� kleine Wassermenge und groÿe Fallhöhe ist unproblematisch → Mini-Pelton-Turbine, PAT

� Lösungen zur Kostensenkung:

� Massenprodukte nutzen:Wasserkraftschnecken, PAT

� standardisieren:Segmentkranzwasserrad, Bewegliches Kraftwerk, VT-Turbine, StreamDiver�,Hydro E-Kid�, Hydromatrix�

� Komplexität verringern:Staudruckmaschine, DIVE-Turbine, Wasserwirbelkraftwerk

� Tief- und Betonbau vereinfachen:Schachtkraftwerk, VLH-Turbine, Enertainer

� Materialeinsatz für Maschinentechnik minimieren:Lamellenturbine, Ossberger-Turbine, Ste�turbine

� Lösungen für nicht verbaubare Flieÿstrecken:Schi�smühlen und Freistromturbinen

� ökologische Verbesserungen:

� Geschiebetransport ermöglichen:Staudruckmaschine, Bewegliches Kraftwerk

� keine Geschwemmselentnahme:Schachtkraftwerk, VLH-Turbine

� Verzicht auf Querbauwerk:Schi�smühlen, Freistromturbinen

� geringe Drehzahl:Schi�smühlen, Wasserkraftschnecken, Segmentkranzwasserrad, Staudruckma-schine, Wasserwirbelkraftwerk, VLH-Turbine

� groÿe Kammern oder groÿer Schaufelabstand: Wasserkraftschnecken, Stau-druckmaschinen, Freistromturbinen, Schi�smühlen

Literatur

[1] ANDERER, P. et al. Potenzialermittlung für den Ausbau der Wasserkraft-

nutzung in Deutschland als Grundlage für die Entwicklung einer geeig-

neten Ausbaustrategie. Untersuchungsbericht im Auftrag des Bundesministe-rium für Umelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit. (2010) Verfüg-bar unter: http://www.erneuerbare-energien.de/fileadmin/ee-import/files/

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pdfs/allgemein/application/pdf/potential_wasserkraft_lang_bf.pdf (abge-rufen am 7. Mai 2014)

[2] ANDRITZ Atro GmbH. ANDRITZ Atro Wasserkraftschnecken. Produktbroschüre.(2014) Verfügbar unter: http://grz.g.andritz.com/c/com2011/00/02/13/21385/1/1/0/391131121/oi-atro-hydrodynamic-screws-de.pdf (abgerufen am 6. Mai2014)

[3] AZMANOV, K., S. Bozhinova und I. Andreev. Design and construction of a novellow head hydropower convertor at River Iskar, Bulgaria. 34. Dresdner Wasserbaukol-

loquium � Dresdner Wasserbauliche Mitteilungen. 301-306 (2011) Verfügbar unter:http://vzb.baw.de/publikationen/dresdner-wasserbauliche-mitteilungen/

0/Azmanov_Designandconstructionofanovellowhead.pdf (abgerufen am 7. Mai2014)

[4] BOZHINOVA, S., G.Müller, V. Hecht, S. Schneider and D. Kisliakov. Hydropowerconverters with head di�erences below 2.5 m. Proceedings of the Institution of Ci-

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[5] JUHRIG, L., Die Very-Low-Head-Turbine � Technik und Anwendung. WasserWirt-

schaft. 327-333 (10/2011)

[6] KASTNER, H.-J., KataMax-Wasserkraftanlage � Eine Chance zu mehr Ertrag aus

der Wasserkraft. Vortragsunterlagen zum Workshop �Lebendige Flüsse und kleineWasserkraft�. (2006) Verfügbar unter: http://www.duh.de/uploads/media/H.-J.Kastner-KataMax.pdf (abgerufen am 7. Mai 2014)

[7] KSB Aktiengesellschaft. Pumpe als Turbine. KSB-Anwendungsbroschüre. (2012) Ver-fügbar unter: http://www.ksb.com/linkableblob/ksb-de/38796-356643/data/

Pumpe_als_Turbine_dt-data.pdf (abgerufen am 7. Mai 2014)

[8] MAX-tec Wasserkraft AG. KataMax Small Hydro Power Station. Produktbro-schüre. (2005) Verfügbar unter: http://www.sustainableinnovations.org/Small_Hydro-Power_Energy_files/KataMaxEnglish.pdf (abgerufen am 7. Mai 2014)

[9] MÜHLE, F., Ch. Rapp und O. Mayer. Experimentelle Untersuchungen an einemWasserwirbel-Kraftwerk. WasserWirtschaft. 41-46 (7/8 2013)

[10] REIBER, M. Wiederkehr des Wasserrades. Erneuerbare Energien. 7:64-65 (2008)

[11] SENIOR, J., P. Wiemann und G. Müller. The rotary hydraulic pressure machinefor very low head hydropower sites. (2008) Verfügbar unter: http://www.hylow.eu/knowledge/all-download-documents/2JSenior.pdf (abgerufen am 7. Mai 2014)

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downloads&prefix=-3&ext=pdf (abgerufen am 7. Mai 2014)

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